Politiske beslutninger, forbedret teknologi, lavere omkostninger og større miljøbevidsthed har resulteret i en ekstremt hurtig udvikling af batteriteknologien i løbet af de seneste ti år. Guozhu Ye, seniorforsker på det svenske forskningsinstitut Swerim, fortæller om, hvad der er drivkraft for udviklingen og hvordan fremtiden for batterier ser ud.
"For 10-15 år siden var jeg med til indvielsen af et af verdens første genvindingssmelteværker for lithium-ion-batterier i Hoboken i Belgien. Det var i samme periode, jeg begyndte at arbejde med batterier. Dengang var det meget begrænset, hvad der blev genvundet, og lithium-ion batterier var 6-7 gange dyrere end i dag," fotæller Guozhu Ye.
Paris-aftalen og de høje EU-krav om at reducere CO2-udledningerne har i høj grad været drivkraft for udviklingen
Han arbejder med batterigenvinding hos Swerim, som er et svensk metalforskningsinstitut, der på sigt vil gøre industrien fossilfri og cirkulær. Guozhu Ye har fulgt udviklingen inden for batterier på nært hold, lige fra en hurtig og undertiden ganske miljøfarlig forbrugsvare til en betydeligt mere bæredygtig energikilde. En væsentlig årsag til udviklingen er politiske beslutninger.
"Der er sket meget siden den indvielse. Paris-aftalen og de høje EU-krav om at reducere CO2-udledningerne har i høj grad været drivkraft for udviklingen. Hvis det skal lykkes os at reducere udledningerne med 80 % frem mod 2050, sammenlignet med niveauet i 1990, så skal alle sektorer bidrage. Det er den eneste vej frem.
Øget udviklingshastighed
Stigende politiske krav og en generelt større miljøbevidsthed har utvivlsomt bevirket, at batterier, lidt sat på spidsen, næsten har udviklet sig mere i de seneste 10 år end i de foregående 100 år. Batterier og elmotorer har eksisteret i over 100 år, men det er egentlig først i løbet af de seneste 10 år, at de for eksempel har fået et større gennembrud inden for energilagring til køretøjer. Energitætheden, dvs. hvor stort energiindhold, der er pr. vægtenhed, øges hele tiden.
Udover miljø- og klimahensyn er der også sket det, at omkostningerne til produktionen er faldet kraftigt, især fordi man har kunnet erstatte den dyre kobolt med meget billigere og mere let tilgængelige metaller som for eksempel nikkel og mangan.
Batteriet udgør helt op til 50 % af omkostningerne. Hvis den omkostning kan reduceres, er meget vundet
En battericelle består blandt andet af en positiv elektrode, kaldet en katode, og en negativ, kaldet anode. Sidstnævnte indeholder kobolt, som faktisk kun findes i et meget begrænset område i og omkring Congo Kinshasa.
"De seneste ti år er der sket enormt meget inden for materialeudvikling, frem for alt at man i stor udstrækning erstatter kobolt med andre materialer. I katoderne, som tegner sig for næsten 50 % af batteriomkostningerne, er det lykkedes at reducere omkostningerne til fremstillingen. Hvis man for eksempel ser på en elbil, så udgør batteriet helt op til 50 % af omkostningerne. Hvis den omkostning kan reduceres, er meget vundet."
Hurtig materialeudvikling
Et andet område, hvor der udføres en masse vigtig forskning, er batterisikkerhed, ikke mindst batterier til elbiler. Batteriernes elektrolytter er stadig i væskeform, hvilket gør, at de kan fordampe ved for høje temperaturer, så der dannes en brandfarlig gas.
Materialeudviklingen går hurtigere og hurtigere, samtidig med at genindvindingen bliver mere og mere effektiv
"Hvis der sker en bilulykke, kan der f.eks. blive frigivet ilt, så der nemt opstår brand. Der gennemføres en
masse forskning og udvikling på dette felt, og der arbejdes på at udvikle elektrolytter i fast form."
Selvom der er sket store forandringer på blot et årti, mener Guozhu Ye, at der er plads til flere innovative løsninger. Vi er stadigvæk kun i starten af bestræbelserne på at videreudvikle batterierne.
"Materialeudviklingen går hurtigere og hurtigere, samtidig med at genvindingen bliver mere og mere effektiv. Det vil også være nødvendigt. Hvis vi snart kun har elbiler, skal vi udnytte materialer som kobolt og lithium så effektivt som overhovedet muligt."
